2024~2025学年河北省高二(上)期中联考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年河北省高二(上)期中联考物理试卷(解析版)，共14页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 能说明光是横波的现象是（ ）
A. 全反射B. 激光的干涉
C. 光的偏振D. 光的直线传播
【答案】C
【解析】光能发生干涉、全反射和光的直线传播现象，说明光是一种波，具有波动性；只有光的偏振可证明光是横波。
故选C。
2. 一个弹簧振子在水平方向上做简谐运动，周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A. 若，则在t时刻和时刻振子的速度大小一定相等
B. 若t时刻和时刻振子的速度相同，则一定等于的整数倍
C. 若，则在t时刻和时刻弹簧的长度一定相等
D. 若时间内振子的位移大小等于一个振幅，则一定等于的整数倍
【答案】A
【解析】A．如图所示
若，则在t时刻和时刻，振子刚好到达相对平衡位置的对称点，振子的速度大小一定相等，故A正确；
B．若t时刻和时刻振子速度相同，由图可知，振子在a、d两点速度相同，但时间间隔不等于的整数倍，故B错误；
C．若，则振子刚好到达相对平衡位置的对称点，此时相对于平衡位置的位移大小相等，方向相反，则在t时刻和时刻弹簧的长度不相等，故C错误；
D．若时间内振子由a运动到d，位移大小等于一个振幅，但小于，故D错误；
故选A。
3. 设在无摩擦的桌面上置有5个相同的钢球，其中三个紧密连接排放一列，另两个一起自左方以速度正面弹性碰撞此三球，如图，碰撞后向右远离的小球个数为（ ）
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】B
【解析】设钢球从左到右分别为求1、2、3、4、5，球2先与球3相碰，根据动量守恒以及能量守恒可得
解得
，
可知球2与球3互换速度，接着球3先与球4相碰，同理可得球3与球4互换速度，依此类推，最终球2、3、4静止，球5以速度向右运动。接着球1与球2相碰，同理可得，最终球1、2、3静止，球4以速度向右运动，故碰撞后向右远离的小球个数为2个。
4. 某均匀介质中各质点的平衡位置在x轴上，当时，波源（处的质点）S开始做简振动，时，刚好在均匀介质上形成如图所示的波形，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为
B. 波源的起振方向向上
C. 该波的波速为
D. 时，处的质点加速度最大
【答案】B
【解析】AC．由图可知
T＝2t＝1s，λ＝4m
故波速
故AC错误；
B．由图可知，此时处的质点的起振方向与波源的起振方向相同，此时刻该质点向上振动，所以波源的起振方向向上，故B正确；
D．时，波刚传到处，时，处的质点又回到了平衡位置，回复力为零，加速度为零，故D错误。
故选B。
5. 甲、乙、丙三个不同物体所受的力与时间的关系图像分别如图甲、乙、丙所示，作用力使物体的动量发生变化，则它们动量变化量的大小关系为（ ）
A. 甲＞乙＞丙B. 丙＞乙＞甲
C. 丙＞甲＞乙D. 因物体的质量未知，无法判断
【答案】B
【解析】外力对甲物体的冲量为
外力对乙物体的冲量为
外力对丙物体的冲量为
则
根据动量定理可知
故选B。
6. 如图所示的实验装置中，单色线光源S垂直纸面水平放置，平面镜水平放置在桌面上。单色线光源S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再入射到光屏上，下列说法正确的是（ ）
A. 由于光源在镜子上方，因此光屏上不能呈现条纹
B. 光屏上的条纹会与水平面平行，这是光的衍射现象
C. 将光屏沿水平方向远离线光源S，相邻条纹间距减小
D. 将线光源S沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距增大
【答案】D
【解析】A．根据光的反射，可知通过水平放置的平面镜反射的光可等效为光源在平面镜中所成的虚像发出的光，即可以将光源和其虚像等效为双缝干涉中的双缝，即类似于双缝干涉装置，故能在平面镜观察到与平面镜镜面平行的干涉条纹，属于光的干涉现象，故A错误；
B．以上分析可知，光屏上的条纹会与平面镜镜面平行，属于光的干涉现象，故B错误；
C．根据双缝干涉条纹间距公式
将光屏沿水平方向远离线光源，相当于增大了L，故相邻条纹间距变大，故C错误；
D．将线光源沿竖直方向靠近平面镜，相当于减小了d，故相邻条纹间距增大，故D正确。
故选 D。
7. 现有一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中波沿x轴正方向传播B. 图甲中质点P的速度为6 m/s
C. 质点P平衡位置的坐标xP = 3 mD. 质点Q平衡位置的坐标xQ = 6 m
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，Q点在时振动方向向下，根据“上下坡”法可知，图甲中波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图甲可知，该波的波长λ = 24 m，周期T = 4 s，因此波速为
但并不是质点P的速度，故B错误；
C．根据振动方程，当x = 0时
可知α = 150°，所以
故C错误；
D．根据图乙可知，t = 0时，Q点在平衡位置，根据图甲可知，当时，P点在平衡位置，有
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 关于机械波的频率、波速、波长，下列说法正确的是（ ）
A. 均处于波峰位置的质点间的距离为一个波长
B. 波的频率等于波源的振动频率
C. 波速等于波源的振动速度
D. 波由空气进入水时，波长要改变
【答案】BD
【解析】A．两相邻波峰位置的质点间的距离为一个波长，故A错误；
B．波的频率与波源的振动频率相等。故B正确；
C．波源振动的速度与波的传播速度是两个不同的速度。故C错误；
D．波由空气进入水时，波的频率不变，波速改变，根据公式可得，波长也同时改变。故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止。从发射器（图中未画出）射出一个弹丸B，弹丸以速度v沿水平方向射入物块A并留在其中（作用时间极短），随后轻绳摆动的最大角度为θ，整个过程系统损失的机械能为E，不计空气阻力。下列图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】弹丸以速度v沿水平方向射入物块A并留在其中，则有
联立可得
由数学知识可知两函数图像，所以AC正确；BD错误；
故选AC。
10. 如图甲所示，将一个凸透镜的弯曲表面放置在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到如图乙所示的亮暗相间的同心圆，这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫作牛顿环。对于图甲所示的装置，下列做法中能使得同一级牛顿环的半径变大的是（ ）
A. 对凸透镜施加一极小的向下的压力
B. 对凸透镜施加一极小的向上的拉力
C. 使用波长更长的单色光照射
D. 使用波长更短的单色光照射
【答案】AC
【解析】根据薄膜干涉产生原理，可知当薄膜厚度的2倍等于单色光波长的整数倍时，在薄膜的上表面会出现亮条纹，当薄膜厚度的2倍等于单色光半个波长的奇数倍时，在薄膜上表面会出现暗条纹；对凸透镜施加一极小的向下的压力，会使凸透镜的曲率半径变大，薄膜厚度增加缓慢，所以干涉条纹间距会变宽；若将单色光的波长较长时，相邻条纹间距会变宽。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度，部分实验过程如下：
（1）如图乙、丙所示，这是组装单摆时细线上端的两种不同的悬挂方式，其中_____（填“乙”或“丙”）图的方式是正确的。
（2）下列是该小组在实验中进行的一些操作，正确的是_____。
A. 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B. 先在桌面上将细线拉直，测完摆线的长度之后再悬挂小球
C. 测量多个周期的总时间，求出单摆的周期
D. 让小球摆动的幅度尽量大一些
（3）该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图丁所示，读出小球的直径_____cm。
【答案】（1）丙 （2）C （3）0.810
【解析】（1）摆线的一端应该用夹子固定，而不是缠绕到支架上，则丙方式正确；
（2）A．组装单摆须选用密度较大、直径较小的摆球，以减小阻力的影响，选项A错误；
B．先悬挂小球，然后测量摆线的长度，选项B错误；
C．测量多个周期的总时间，求出单摆的周期，以减小实验误差，选项C正确；
D．摆角不能超过5°，否则就不是简谐振动，选项D错误。
故选C。
（3）小球的直径
0.8cm+0.05mm×2=0.810cm
12. 图甲是“碰撞中的动量守恒”实验装置的示意图。
（1）在验证动量守恒定律的实验中，不必须要求的条件是______。
A. 轨道光滑
B. 轨道末端的切线水平
C. 碰撞的瞬间入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行
D. 每次入射小球都要从同一高度由静止滚下
（2）入射小球与被碰小球的直径相同，则被碰小球的质量应______（填“大于”“小于”或“等于”）入射小球的质量。
（3）在做此实验时，若某次实验得到小球的落点情况如图乙所示。假设碰撞中动量守恒。则______。
【答案】（1）A （2）小于 （3）
【解析】（1）A．若小球每次从轨道同一位置释放，小球克服摩擦力做功相同，小球飞出轨道末端速度大小一定，可知，轨道光滑与否对实验没有影响，故A错误，符合题意；
B．为了确保小球飞出轨道的初速度方向水平，轨道末端的切线必须水平，故B正确，不符合题意；
C．为了使得碰撞过程发生的是对心碰撞，碰撞的瞬间入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，故C正确，不符合题意；
D．为了确保小球每次飞出轨道末端初速度大小一定，实验中每次入射小球都要从同一高度由静止滚下，故D正确，不符合题意。
故选A。
（2）入射小球与被碰小球的直径相同，为了避免入射小球发生反弹，则被碰小球的质量应小于入射小球的质量。
（3）P为入射球单独滚下的落地点，M为入射球碰撞后的落地点，N为被碰球体碰撞后的落地点，根据
，
解得
结合上述可知
，，
根据动量守恒定律有
解得
13. 如图所示，一列简谐横波正沿直线由左向右传播，传播方向上、两质点相距，当质点完成8次全振动时，质点刚好完成6次全振动。若以质点开始振动时为零时刻，以竖直向上为正方向，质点的振动方程为，求：
（1）该简谐横波的波长；
（2）该简谐横波的波速。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由题可知质点、之间相差两次全振动，则二者之间的距离为两个波长，则
解得波长
（2）由质点的振动方程为，可知
周期
解得
由，解得
14. 特殊材料做成的等腰三角形玻璃片顶角，BC边长，一束红光从AB边中点O垂直入射，恰好在AC边发生全反射，光在真空中的传播速度。
（1）求玻璃片对红光的折射率n；
（2）判断红光经AC边反射会不会经过B点，如果经过，求红光在玻璃片中传播到B点的时间t（保留根号）。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设红光在AC边的入射角为
由折射定律得
解得
（2）由光路图及几何关系可得，红光经AC边反射会经过B点
在直角三角形OBD中
且
其中
解得
15. 如图所示，在光滑固定水平圆环中有两个可看成质点的小球．小球a位于A点，小球b位于B点，是圆环的一条直径，，圆环的周长，刚开始两球都静止，现给小球a一方向垂直、大小为的速度v，两球碰撞都是弹性碰撞，且碰撞时间极短。
（1）分别求出第一次碰撞后瞬间两球的速度大小；
（2）求从小球第一次相碰到第二次相碰的时间间隔t；
（3）是否存在某次碰撞后，两球不再发生碰撞？如果存在，写出分析过程，如果不存在，请说明原因；
（4）求小球a从开始运动到与小球b第100次相碰过程中运动的总路程。
【答案】（1） （2）1s （3）；两个等式解出的不相等，所以不存在这种情况 （4）
【解析】（1）以小球a初速度方向为正方向，两球发生弹性碰撞，动量守恒，动能总和不变，则有
解得
，
（2）设小球第一次相碰到第二次相碰过程中，小球a运动的路程为s，则小球b运动的路程为
解得
（3）分析可知，若要两球不再发生碰撞，只能是碰后两球的速度相等，由于两球发生的碰撞都是弹性碰撞，可得
两个等式解出的不相等，所以不存在这种情况。
（4）两球发生第二次弹性碰撞
解得
可以看出两球的速度回到初始状态，所以小球a从开始运动到与小球b第100次相碰过程中运动的总路程